CA2512625C - Dosimetre temps reel radio-transparent pour les procedures radiologiques interventionnelles - Google Patents

Abstract

Procédé de mesure en temps réel d'une dose de rayonnement radiologique absorbée par une région à inspecter soumise à un flux de rayonnements radiologiques, comprenant les étapes consistant à (a) détecter le rayonnement (il) incident en au moins un point de la région à inspecter à l'aide d'au moins un premier faisceau de fibres optiques de mesure (2), contenant au moins inspecter et adaptée pour générer un signal lumineux lorsqu'elle reçoit un rayonnement radiologique, (b) mesurer ledit signal lumineux en dehors de la région à inspecter après transmission le long de la fibre optique de mesure, et (c) déterminer la dose de rayonnement radiologique reçue par ladite fibre optique de mesure à partir dudit signal lumineux.

Description

DOSIMETRE TEMPS RÉEL RADIO-TRANSPARENT POUR LES PROCEDURES
RADIOLOGIQUES INTERVENTIONNELLES
La présente invention est relative à un procédé de mesure en temps réel de la dose de rayonnements radiologiques reçue par une rêgion soumise à un flux de rayonnements radiologiques.
I1 est important de connaître en temps réel la dose cutanée reçue par un patient lors d'examens, par exemple lors d°examens de radiologie vasculaire, ou lors d°examens de cardiologie interventionnelle, car l'irradiation cutari~ée peut provoquer des effets dermatologiques irréversibles qui ne sont pour l'instant constatés qu'a posteriori.
Le document EP 1 167 999 décrit un dosimètre temps réel basé sur une matrice de détecteu-rs au sili-cium. Ce dosimètre permet une cartographie de la dose reçuë grâce au .traitement du signal fourni par chacune des cellules de la matrice du détecteur, mais n'est efficace qüe pour des énergies de l'ordre du méga électron volt (NleV), seuil d'ënergie qui reste bien supérieur aux énergies utilisées lors d'examens radiologiques classiques. Pour les procédures de radiologie classiques, le document WO 00/62 092 décrit un dosimètre relié par une fibre optique à un dêtect-eur. Ce dosimètre permet de déterminer pour une zone localisée très précisément, une dose de rayonnement reçue en cette zone localisée. Néanmoins, ce dispositif ne permet pas d'obtenir une cartographie détaillée de l'irradiation dans la zone soumise à examen.
Une autre technique permettant d'obtenir en temps riel la dose reçue par une zone soumise au rayonrïement lors d'un examen consiste à retrouver cette zone par calcul à
partir de la dose mesurée en sortie du dispositif d'émission de rayonnement. Cette méthode n'est cependant pas appropriée.
pour déterminer une cartographie de l'irradiation, car la

2 géométrie de l'irradiation n°est pas fixe. ' La (présente invention a notamment pour but de pallier ces inconvénients. A cet effet, on prévoit selon l'invention, un procédé de mesure en temps réel d'une dose de rayonnement radiologique absorbée par une région à
inspecter soumise à un flux de rayonnements radiologiques, comprenant les étapes consistant à .
(a) détecter le rayonnement incident en au moins un point de la région à inspecter à l'aide d'au moins un premier faisceau de fibres optiques de mesure, contenant au moins une fibre placée dans ladite région à inspecter et adaptée pour générer un signal lumineux lorsqu'elle reçoit un rayonnement radiologique, (b) mesurer ledit signal lumineux en dehors de la région à inspecter après transmission le long de la fibre optique de mesure, et (c) déterminer la dose de rayonnement radiologique reçue par ladite fibre optique de mesure à partir dudit signal lumineux.
Grâce à ces dispositions, on obtient un signal représentatif du rayonnement transmis à travers chacune des fibres optiques et, en fonction de la localisation desdites fibres optiques, une cartographie de la dose de rayonnement transmise à la région à inspecter. Ce dosimètre est en outre radio-transparent, car les appareils de traitement du signal sont en dehors de la région à inspecter,, ce qui permet au praticien d'intervenir sans étre géné par le dosimètre.
Dans des modes de réalisations préférés de l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à
l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes .
- au cours de l'étape (c), on détermine une position où est détecté le rayonnement radiologique le long de ladite fibre optique de mesure, et on calcule la dose de

3 rayonnement radiologique reçue en cette position en fonction d'au moins un paramètre spécifique F°k de cette fibre optique ;
- l'au moins un paramètre F°k a été obtenu par une étape préliminaire de calibration dans laquelle on a détécté
en au moins un point de la région à inspecter à l'aide d'un détecteur de rayonnement non radio-transparent, une dose de rayonnement reçue en ce point ;
- l'étape (b) est effectuée à l'aide d'un dispositif de détection comprenant au moins une cellule, et le paramètre F°~ç prend en compte au moins la fibre optique et au moins une cellule du dispositif de détection associée à
cette fibre ;
- le premier faisceau de fibres optiques de mesure s'étend dans une première direction et l'étape (a) est effectuée en outre à 1°aide d'un deuxième faisceau de fibres optiques, contenant au moins,une deuxième fibre optique de mesure, adaptée pour génërer un signal lumineux lorsqu'elle reçoit un rayonnement radiologique, et s'étendant le long d'une deuxième direction formant un angle avec la première direction ;
- les étapes (b) et (c) sont effectuées, pour au moins un point de recouvrement (i, j) entre une première fibre optique de mesure i du premier faisceau et une deuxième fibre optique de mesure j du deuxième faisceau, à
partir du rayonnement détecté par au moins la première fibre optique i parmi les fibres du premier faisceau, du rayonnement détecté par la deuxième fibre optique j, et de la position de ce point de recouvrement (i,j) le long de la deuxième fibre optique j ;
- les étapes (b) et (c) sont effectuées, pour au moins un point de recouvrement (i, j) entre une première fibre optique de mesure i du premier faisceau, et une

4 deuxième fibre optique de mesure j du deuxième faisceau, à
partir du rayonnement détecté par au moins la deuxième fibre optique j parmi les fibres du deuxième faisceau, du rayonnement détecté par la première fibre optique i, et de la position de ce point de recouvrement (i,j) le long de la première fibre optique i :
- le procédé comprend en outre l'étape (d) consistant à émettre un signal d'alarme si la dose cumulée de rayonnement reçue dépasse un seuil pré-établi - le procédé comprend en outre l'étape (e) consistant à afficher sur un moniteur la dose de rayonnement reçue en au moins un point de la région à inspecter :
- le procédé comprend en outre l'~tâpe (f) consistant à détecter le rayonnement transmis par la région à inspecter et à afficher sur un moniteur l'image radiographique ainsi détectée - l'image radiographique obtenue à l'étape (f) et 1°image de la dose de rayonnement reçue obtenue à l'étape (e) sont affichées sur le même moniteur :
- au moins les étapes (a), (b) et (c) sont répétées pour plusieurs points de la région à inspectér, .permettant d'obtenir une cartographie de la dose reçue par la région à
inspecter :
- au moins les étapes (a), (b) et (c) sont répétées pour plusieurs intervalles de temps de mesure, permettant d'obtenir une variation temporelle de la dose reçue en au moins un point de la région à inspecter :
- le rayonnement est généré par une source pulsée, et la répétition d'au moins les étapes (b) et (c) est synchronisée à cette source - au moins les étapes (a), (b) et (c) sont effectuées pour aumoins deux.incidences de rayonnement, et les doses de rayonnement reçues déterminées à 1°étap-e (c) pour chacune des incidences sont utilisées conjointemérit.
Selon un autre aspect, l'invention concerne un dispositif de mesure en temps réel d'une dose de rayonnement radiologique absorbée par une région à inspecter soumise à

5 un flux de rayonnements radiologiques, comprenant .
un dosimètre comprenant au moins un premier faisceau de fibres optiques de mesure, contenant au moins une fibre placée dans ladite région à inspecter et adaptée pour générer un signal lumineux lorsqu'elle reçoit un rayonnement radiologique, afin de détecter le rayonnement incident en au moins un point de la région à inspecter, . des moyens pour mesurer ledit signal lumineux en dehors de la région à inspecter après transmission le long de la fibre optique de mesure, et . des moyens pour déterminer la dose de rayonnement radiologique reçue par ladite fibre optique de mesure à
partir dudit signal lumineux.
Ce dispositif comporte également l'une et/ou l'autre des dispositions suivantes .
- le signal lumïneux est transmis, jusqu°à un dispositif de détection utilisé pour le mesurer, le long de la fibre optique de mesure utilisée pour détecter le rayonnement, cette fibre comportant une première extrémité, et d'au moins une fibre optique claire s'étendant depuis une première extrémité de fibre claire reliée à la première extrémité de la fibre optique de mesure, jusqu'à une deuxième extrémité de fibre claire, disposée en regard du dispositif de détection, et les moyens pour déterminer la dose de rayonnement reçue en ledit point de ladite fibre optique de mesure comprennent une unité de commande contenant des paramètres spécifiques aux fibres optiques utilisées ;
- le premier faisceau de fibres est disposé le long

6 d'une première direction et le dosimètre comprend en outre un deuxième faisceau de fibres optiques, comprenant au moins une deuxième fibre optique de mesure, et disposé dans une deuxième direction formant un angle avec la première direction ;
- chaque fibre optique de mesure est comprise entre deux feuillets optiquement isolants ;
- chaque fibre optique de mesure est moulée dans une résine réflective comprise entre deux feuillets optiquement isolants ;
- au moins un faisceau de tW res optiques intégré dans une table.
Selon un autre aspect, l'invention concerne une installation radiologique comprenant .
. un dosimètre comprenant au moins un faisçeau comprenant au moins une fibre optique de mesure, placée dans une région à inspecter, et adaptée pour générer un signal lumineux lorsqu'elle reçoit un rayonnement radiol~gique, afin de détecter le rayonnement incident en au moins un point de ladite région à inspecter, . des moyens pour mesurer ledit signal lumineux en dehors de la région à inspecter après transmission le long de la fibre optique de mesure, et des moyens pour déterminer la dose de rayonnement.
radiologique reçue par ladite fibre optique de mesure à
partir dudit signal lumineux, et comportant en outre . un générateur de rayonnement, . un détecteur radiographique, et des moyens pour visualiser la dose de rayonnement reçue, ces moyens permettant de visualiser en outre des images radiographiques de la région à inspecter fournies par le détecteur radiographique.
Cette installation peut également comporter l'une

7 et/ou l'autre des dispositions suivantes .
- l'installation comprend en outre une table d' examen ;
- ledit au moins un faisceau de fibres optiques de mesure est intégré à la table d'examen ;
- l'installation comporte en outre au moins un dispositif supplémentaire, non intégré à la table d'examen, de mesure en temps réel d'une dose de rayonnements radiologiques absorbée par une région à inspecter soumise à
un flux de rayonnements radiologiques, comprenant .
au moins un premier faisceau supplémentaire comprenant au moins une première fibre optique supplémentaire de mesure, placée dans ladite région à
inspecter, et adaptée pour gënérer un signal lumineux supplémentaire lorsqu'elle reçoit un rayonnement radiologique, pour détecter le rayonnement incident en au moins un point de ladite région à inspecter, des moyens supplémentaires pour mesurer ledit signal lumineux supplémentaire en dehors de la régiôn à
inspecter après transmission le long de la fibre optique de mesure supplémentaire, et . des moyens supplémentaires pour déterminer la dose de rayonnement radiologique reçue par ladite fibre optique de mesure supplémentaire à partir dudit signal lumineux supplémentaire.
D'autres aspects, buts et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description de plusieurs de ces modes de réalisations donnés à titre d'exemples non limitatifs.
L'invention sera également mieux comprise à l'aide des dessins, sur lesquels .
- la figure 1 représente un schéma de mise en oeuvre du procédé selon l'inventi.on,

8 - la figure 2 représente une vue éclatée en perspective d'un exemple de dosimètre selon l'invention, - la figure 3 représente l'étape de transmission d'informations optiques selon l'invention, - la figure 4 représente un premier mode de réalisation d'une installation mettant en ouvre le procédé
selon l'invention, et - la fïgure 5 représente un deuxième mode de réalisation d'une installation mettant en ouvre le procédé
selon l'invention.
Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires.
Sur la figure 1, un dosimètre 1, de forme rectangulaire ou autre, comporte des premières fibres de mesure 2, dirigées le long d°une première direction X du dosimètre, et des deuxièmes fibres optiques de mesure 3, dirigées selon une deuxième direction Y du dosimètre.
Chacune de ces fibres optiques de mesure 2, 3 comprend une première extrémité 5 reliée à une fibre claire 6, et une deuxième extrémité 4 obturée optiquement, ou réfléchissante.
Chacune des fibres claires 6 s'étend d'une première extrémité 14 de fibre claire 6, où elle est reliée à la première extrémité 5 de la fibre de mesure 2, 3, à une deuxième extrémité 15 de fibre claire 6, où elle est en regard d'un détecteur 9. Il est possible de monter la deuxième extrémité 15 de chacune des fibres claires ~ dans un orifice 8 respectif d'un adaptateur 7~ placé en regard du détecteur 9, afin d'assurer le placement de la fibre claire 6. Ze détecteur 9 peut être, par exemple, un détecteur multi cellules dont chacune des cellules 10 est placée en regard.
d'un des orifices 8 de l'adaptateur 7. Si un rayonnement 11, issu d'une source de rayonnement 18, traverse une fibre optique de mesure 2, 3 orientée selon la première ou la

9 deuxième direction du dosimètre, un signal est transmis par cette fibre de mesure, puis par la fibre claire qui lui est liée, jusqu'au détecteur 9, éventuellement via les orifices 8 correspondants de l'adaptateur 7. En cas de signal faible, il peut être intéressant de rendre la deuxième extrémité 4 de la fibre optique de mesure 2, 3 réfléchissante. La fréquence des événements mesurée par le dispositif de détection permet de calculer la dose reçue par la fibre optique de mesure. La mesure d'un événement dans une première direction et du même événement selon une deuxième direction ne peuvent pas être mis en coïncidence pour évaluer en quel point cet événement a eu lieu, on préfère donc une méthode statistique telle que décrite plus loin.
Si on utilise un dispositif de détection multi canaux, tel qu'un photomultiplicateur multi anodes (MAPMT), on est confronté en outre à une importante dispersion en gain de ses voies. Le gain de chaque voie électronique associée au MAPMT peut avoir été préalablement ajusté (une fois pour toutes, ou de façon périodique, ou avant chaque utilisation, par exemple) de manière à uniformiser le niveau de signal d'un photoélectron en fixant un niveau de seuil de discrimination identique pour toutes les voies électroniques.
La figure 2 représente un premier mode de réalisation du dosimètre selon l'invention. Un premier ensemble de fibres optiques de mesure 2, de dïamètre d~, sont alïgnées le long d~ une première direction de dosimètre avec un pas, par exemple constant, de Ly. Ces premières fibres optiques de mesure sont disposées entre deux feuillets d'un matériau 12, par exemple réflectif, servant à
maintenir les fibres optiques. Ce composant ainsi formé, est à son tour disposé entre deux feuillets d'un matériau optiquement isolant 13. Cette opération est répétée, dans une deuxième direction de dosimètre Y, pour les deuxièmes fibres optiques de mesure 3, de diamètre d,~, et espacées d°un pas L,~. Les deux composants ainsi formés sont alors superposés, par exemple de sorte que les premières fibres 5 optiques de mesure et les deuxièmes fibres optiques de mesure forment entre elles un angle d'environ 90°. Comme représenté sur la figure 2, il est aussi possible d'enlever un des feuillets de matériau optiquement isolant 13 se situant entre les deux couches de fibres optiques de mesure.

10 Le dosimètre ainsi constitué est totalement radïo transparent, ce qui est une condition première d'utilisation d'un tel dosimètre, afin de ne pas gêner le praticien durant son intervention. Néanmoins, ces fibres de mesure ne sont pas nécessairement disposées dans deux plans séparés, et peuvent former par exemple un plan unique de fibres tissées.
La figure 3 représente le parcours de l'information optique depuis la détection par la fibre optique de mesure jusqu'au détecteur 9. Il est en particulier nécessaire de relier les fibres optiques de mesure 2, 3, en leur première extrémité 5, aux fibres claires 6 les prolongeant par exemple à l'aide de colle, ou tout autre moyén de liaison permettant de transmettre une information optique. La première extrémité 5 de chacune des fibres de mesure 2, 3, et la première extrémité 14 des fibres claires 6 sont. polies et sont mises en regard l'une de l'autre pour être collées à
l'aide d'une colle optique d'indice proche du matériau utilisé dans les fibres optiques. afin d'assurer le parfait alignement des c~eurs et des e< claddings ~a durant le collage, l.es deux fibres peuvent être maintenues dans un tube en téflon ou autre .matériau rigide, qui peut rester ensuite à
demeure pour garantir la robustesse mécanique de la connexion optique. En la seconde extrémité 15 des fibres claires 6, au niveau de leur insertion dans les orifices 8

11 de l'adaptateur 7, on peut également polir et coller la surface de la deuxième extrémité 15 des fibres claires 6 émergentes afin d'assurer un couplage optique correct avec la fenêtre d'entrée plane du détecteur.
La deuxième extrémité 4 des fibres optiques de mesure 2, 3 peut être aussi reliée à une deuxième fibre optique claire 6, de façon similaire.~Dans ce cas, bien sûr, la deuxième extrémité 4 des fibres optiques de mesure 2, 3 n'est ni obturée optiquement, nï réfléchissante. La deuxième extrémité 15 de ces deuxièmes fibres claires peut alors être placée en regard d'une cellule du détecteur 9, de la façon définie précédemment. Pour chaque fibre de mesure 2, 3 donnée, cette deuxième extrémité peut alternativement être mise à proximitë de la deuxième extrémité 15 de la premïère fibre claire 16 qui est reliée en sa premïère extrémité 14 à
la première extrémité 5 de la fibre optique 2, 3 donnée, de sorte que les signaux issus des première et deuxième fibres claires 6 reliées à la même fibre de mesure 2, 3 soient additionnés par le détecteur.
Il peut être nécessaire d'évaluer la dispersion de la réponse des voies de détection du dispositif. Si les caractéristiques des fibres de mesure 2, 3 et claires 6 sont garanties être peu dispersées, la reproductibilité de la qualité du collage optique entre elles est à étudier, de même que la dispersion des voies du dispositif de détection.
Pour un flux de rayonnement donné, le taux de comptage pour chaque voie de détection est différent en fonction de .
- la dispersion intrinsèque entre les fibres de mesure 2, 3, - la qualité du collage optique entre les fibres de mesure 2, 3 et claires 6, - la qualité du "cladding" des fibres, - la dispersion des voies du dispositif de détection

12 lorsqu'on utilise un dispositif de détection multicanaux.
Pour étalonner le dispositif selon l'invention, on soumet une partie connue 24 de chaque fibre de mesure 2, 3 par exemple situëe directement en amont de sa première extrémité 5 où la fibre de mesure 2, 3 est collée à la fibre claire 6, à un rayonnement issu d'une source de rayonnement sous une tension V et une intensité I, ce qui correspond directement à une valeur de la dose f connue, préalablement mesurée par des moyens classiques tels une chambre à
ionisation (non radio-transparents). En mesurant la fréquence de comptage C°k en sortie du dispositif de détection, on peut ainsi établir une corrélation pour chaque fibre entre la dose reçue par la partie de détection 24 de chaque fibre de mesure k et la fréquence mesurée. Une fois la calibration effectue, l'ensemble des valeurs de dose surfacique par unité de comptage F°k=f/C°k*sc, correspondant à une fibre k donnée, ou à un ensemble fibre - voie de détecteur multi canal, est stockë dans une unité de commande 22. sc représente ici la surface équivalente de la fibre de dëtection. Selon le type de détecteur utilisé, on peut éventuellement relier l'énergie mesurée ou autre, plutôt que la fréquence de comptage, à la dose reçue. Ces opérations de calibration, effectuées lors de la conception de l'installation selon l'invention, peuvent par la suite n'être effectuées qu'occasionnellement; lors d'opérations de maintenance de cette installation par exemple.
De plus, la calibration de l'ensemble fibre optique et voie de détecteur peut être effectuée séparément en calibrant d'une part les fibres optiques en déplaçant en regard de chaque deuxième extrémité 15 de fibre claire 6 une cellule .de détecteur unique, par exemple d'un détecteur mono-cellulaire. D'autre part, la calibration des voies du détecteur multi-cellulaire peut être effectuée séparément,

13 par exemple en faisant mesurer à chaque voie un signal donné
connu. La valeur F°k de calibrâtion d'un ensemble fibre optique et voie de détecteur est alors obtenue en combinant la valeur obtenue pour une fibre seule et la valeur obtenue séparément pour la voie en regard du détecteur. Cette approche permet, par exemple, de remplacer, lors de l'utilisation, l'un ou 1.°autre~de ces deux équipements, s'il s'avérait défectueux, sans savoir à remplacer les deux.
Les fibres de mesure 2, 3 ayant des caractéristiques connues, si on sait que la dose de rayonnement a été reçue à
une distance d de la partie de détection 24 de la fibre de mesure k le long de cette fibre, on peut retrouver le comptage qu'on aurait mesuré si la détection avait été
effectuée en cette partie de détection 24, à partir du comptage mesuré en sortie du détecteur, à l'aide de la longueur d'atténuation ~,att des fibres de mesure par la formule suivante .
_ _d Cdk - COk e ~Ratt~ .
La figure 4 représente un mode de réalisation d'une installation mettant en oeuvre le procédé selon l'invention. Le dosimètre 1 est constitué de deux plans croisés de 32 fibres scintillantes de 1 mm de diamètre, tisses au pas de 10 mm, couvrant ainsi une surface de détection d'environ 310x310 mm~. Le pas est reprësentatif de la résolution de la cartographie de la dose obtenue, et la surface de détection choisie est représentative des nones d'investigation dans ce type d°applications, ces deux paramètres pouvant bien évidemment être modifiés. Les fibres scintillantes 2, 3 utilisées dans le dosimètre sont en polystyrène dopé et à double <e cladding ». Par exemple on peut utiliser des fibres Polifi 02 44-100 « bleues » (POL-HI-TECH, Italie) .de spectre d'émission centré sur 438

14 nanomètres (nm), de longueur d'atténuation moyenne 500 mm, et de temps de décroissance 2, 3 nanosecondes (ns). I1 est également possible d'utiliser des fibres scintillantes Y11 (175) MJ non S « vertes a> (Kuraray, Japon) de spectre d'émission centré sur 500 nm, de longueur d'atténuation moyenne 900 mm, et de temps de décroissance 7,1 ns, ou tout autre type de fibre de mesure rapide, polystyrène ou non.
Dans ce type d'application, le polystyrène se justifie par sa densité proche de la densité du derme, et par sa grande 'flexibilité. Le composant 12 est ici du mylar de densité
1, 35g/cm3, et composé de feuillets d~ épaïsseur 0, 045 mm. Le composant optiquement isolant 13 est ici du polycarbonate noir, de densité 1,2 g/cm3, et constitué de feuillets d'épaisseur 0,015 mm. Une colle époxy est utilisée pour relier entre eux les fibres optiques de mesure 2, 3 et les feuillets 12 et 13. L'épaisseur totale du détecteur ainsi formë est d'environ 2,4 mm.
Pour obtenir une plus grande flexibilité du dosimètre, et évaluer la dose de rayonnements reçue par des régions à fort rayon de courbure, on peut utiliser des fibres de mesure 2, 3, de diamètre inférieur, et par conséquent des fibres claires 6 de taille correspondante et des orifices 8 correspondants de 1°adaptateur 7. Plutôt que d'étre collées entre des feuillets, les fibres de mesure 2, ~5 3 peuvent aussi alternativement être incorporées dans un moulage par exemple en résine noire.
Chaque fibre optique de mesure ~A 3, mesure environ 310 mm de longueur, et est collée à une fibre claire en polystyrène, par exemple de type I~urakay simple e< cladding », de longueur environ 1400 mm, de diamètre environ 1 mm, les première extrémité 5 de ces fibres de mesure 2, 3 et première extrémité 14 de ces fibres claires 6 ayant été préalablement polies, avec du papier abrasif tout d'abord de granularité 600P, puis 1200P. Les fibres claires 6, qui sont longues, peuvent par exemple être aussi des fibres en quartz possédant un meilleur taux de transmission, des fibres en PMMA (Poly Méthyl Métacrilate) ou autre. On 5 utilise ici une seule fibre claire 6 par fibre de mesure 2, 3, mais on pourrait alternativement relier chaque fibre de mesure 2, 3 à une fibre claire en chacune de ses extrémités 4, 5, comme expliqué précédemment. Les extrémités libres des 64 fibres claires sont regroupées sur un adaptateur, qui est 10 une pièce mécanique en plastique noir percée de 64 trous, de diamètre environ 1,05 mm au pas de 2,3 mm. On peut ainsi obtenir une matrice 8x8 de fibres claires 6 placées en regard des cellules 10 du détecteur 9, qui est ici un photo multiplicateur MAPMT 64 voies Hamamatsu H7546 MOD. Ce

15 détecteur a une fenêtre d' entrée d' environ 20x20 mm~ . Pour réaliser l'étanchéité à la lumière des fibres claires 6, si celles-ci ne sont pas isolées optiquement, on peut les envelopper dans un gainage en polycarbonate noir, ou en polyéthylène noir, ou équivalent. Dans ce cas, chaque fibre peut avoir un diamètre inférieur à celui de la fibre scintillante 2,3, associée de sorte que l'ensemble fibre claire et gaine présente un diamètre.de l'ordre de celui de la fibre scintillante associée. Le détecteur MAPMT est équipé d'une électronique analogique intégrée (2 chips de 32 voies) ayant une sensibilité au niveau de la fraction de photoélectron. Chaque voie électronique comporte un discriminateur à seuil programmable fournissant un signal digital exploité par comptage jusqu'à une fréquence de 10 MHz.
Le dosimètre 1 souple et étanche à la lumière est destiné à être placé sur le corps de la personne à examiner.
Sur la figure 4, le dosimètre est ainsi placé sous le corps du patient, .entre la source de rayonnement 18 et le patient

16 16. Le dosimètre est placé en regard de la face d'entrée du faisceau 11 de rayonnement, par exemple de rayons X, produits par un tube 18 situé sur un arceau mobile non représenté. Le faisceau de rayons X émis peut être émis de façon pulsée, auquel cas on peut synchroniser le dispositif de détection en effectuant la détection pour chaque pulsation de rayons X, et les calculs entre deux pulsations données. Par exemple, lors d'un examen en radiologie interventionnelle réalisé avec un appareil à rayons X et fonctionnant en mode pulsé, de durée d'impulsion environ 7 ms répétées toutes les 40 ms, la fourniture au détecteur d'un signal synchrone et de même dure que l'impulsion de rayons X, permet de déclencher le comptage sur les fibres durant l'exposition. Le temps disponible entre les prises de données (et les irradiations) est alors dévolu à la lecture des registres de comptage individuels, au stockage des données, au calcul de la dose surfacique reçue en chaque point (i, j) du dosimètre et donc de l'organe irradié, et à
la mise à jour de l'affichage.
Si le' faisceau de rayons X est émis de façon continue, on peut effectuer quand même la détection pendant un temps td et les calculs pendant un temps t~ de manière périodique, de période T = td + tue, et calculer la radiation totale en rapportant la dose reçue calculée pendant la durée t~ à la dose reçue pendant la durée T, par exemple par une simple règle de proportionnalité.
Le faisceau de rayons X transmis peut. de plus âtre détecté par un détecteur 19 qui transmet l'information radiologique à une unité centrale 22. De plus, la .dose traversant chaque fibre de mesure 2, 3 du dosimètre 1, et donc atteignant l'objet à examiner, est transformée en~une information optique véhiculée par l'intermédiaire des fibres claires 6 jusqu'au détecteur multi canal 9. L.es signaux

17 provenant du photomultiplicateur MAPMT sont ici traitës par deux circuits intégrés de 32 voies chacun. Après mise en forme des signaux,' ce circuit est capable de fournir de façon séquentielle {voie après voie) la charge récoltée sur chaque anode du MAPMT par un signal dont l'amplitude est proportionnelle à cette charge, et donc, à partir des valeurs de calibration F°k stockées dans l' unité de commande 22, au rayonnement détecté. Ce signal de sortie est numérisé
par un ADC (analog to digital converter), par exemple contenu dans l'unitë centrale 22; pour fournir une information affichable sur le moniteur 20. Le circuit fournit également un signal logique activé à l'occurrence de chaque photoélectron produit à la photo cathode du MAPMT. La mesure de la fréquence de ce signal logique permet de mesurer l'activité de chaque voie et par conséquent la quantité de rayonnement captée par chacune des fibres optiques de mesure 2, disposées en lignes selon une première direction de dosimètre et des fibres optiques de mesure 3 disposées en colonne selon une deuxième direction de dosimètre. Ce signal logique étant la somme de signaux attachés à chaque voie, on peut mesurer individuellement 1°activité d'une fibre optique de mesure 2, 3 sélectionnée en inhibant toutes les voies sauf celle sélectionnée de façon à ne conserver que la fréquence correspondant à la fibre optique de mesure sélectionnée. Cette même opération est par la suite réalisée pour chacune des voies, ce qui conduit à la mesure individuelle de la dose reçue par chaque fibre.
Alternativement, on peut associer un signal logique à chaque voie, ce qui permet la mesure simultanée du comptage sur les 32 voies à chaque impulsion du faisceau X.
A partir des fréquences Li et Cj mesurées respectivement par la ligne i et la colonne j du dosimètre,

18 on obtient une première estimation de la dose D~~ surfâcique reçue au point de coordonnées (i, j) du dosimètre par la formule suivante:
D,. - La * C~ * e ~aa Fo où d;,~ est la distance de la fibre j par rapport à la première extrémité de la fibre i.
Par symétrie, on peut obtenir une deuxième estimation de la dose surfacique Dit reçue au même point par la formule suivante .
L ~m ~ - ~j .~. ; * ~ Boa ~j %~ ~~g où dji représente la distance de la fibre i par rapport à la première extrémité de la fibre j.
Bien entendu, durant une mesure, la somme sur Mutes les lignes des comptages mesurées et la somme sur toutes les colonnes des comptages mesurées sont égales et correspondent à l'intensité totale.
Qn peut utiliser l'une, l'autre, ou une moyenne pondérée de ces deux valeurs pour estimer la dose surfacique reçue au point (i, j) considéré. Les valeurs calculées sont ensuite représentées sur le moniteur 20, cèci à une vitesse suffisamment élevée pour assurer un rafraîchissement rapide des données sur le moniteur 20. De plus, l'obtention de la dose cutanée surfacique Dij étant calculëe de déux manières différentes, un contrôle de la fiabilité des mesures, et d'une éventuelle défaillance du dosimètre, peut être effectué en comparant ces deux valeurs. Si par la suite, on souhaite utiliser dans une des directions du dosimètre des fibres de mesure de meilleure qualité, en gardant des fibres de mesure de qualité inférieure dans la deuxième direction, afin de ne pas augmenter les coûts de production de manière

19 significative, on peut pondérer le résultat .obtenu par le.
calcul effectué à partir de la mesure de fréquence obtenue à
l'issue de la fibre la plus performante, afin que ce nombre soit prépondérant dans le résultat obtenu.
Le comptage de la fréquence du signal logique (directement lié à la dose reçue par chaque fibre optique de mesure) est réalisé dans un circuit de type FPGA (Field Programmable Gate Array) . Un processeur DSP (Digital Signal Processor) assure les opérations suivantes .
- gestion de la haute tension du MAPMT, générée localement par un module compact Hamamatsu CA 4900-01, - configuration des circuits intégrés, - lecture de la température du boîtier, et - communication avec l' unité de commande.
Cette communication avec l' unité de commande 22 consiste à remonter régulièrement les données de comptage de manière à rafraîchir l'affichage du moniteur 20, de permettre à l'utilisateur 21 de définir les paramètres de fonctionnement, tels que le mode d'utilisation, la tension du MAPMT, le niveau de sensibilité des cartes électroniques ou autres.
Il est ainsi possible à l'utilisateur 21 de suivre en temps réel sur le moniteur 20 la cartographie de la dose cutanée de rayonnement, en tant que dose cumulée ou que débit instantané pour chaque zone exposée. L'unité de commande 22 ou l'utilisateïar 21 pourront alors prendre en compte les informations affichées par le moniteur 20 pouï la suite de la thérapie. Si la dose de rayonnement cutané
cumulée en une région ou sur toute l'étendue d'irradiation dépasse un certain seuil pré-établi, l'unité de commande pourra ainsi par exemple déclencher une alarme. Au cours de l'opération, le faisceau de rayons X 11 pourra éventuellement être réorienté ou déplacé par l'utilisateur

20 PCT/FR2004/000005

21, par exemple en cas de mouvement de la personne à
examiner 16 sur la table d'exame.n 23. Ce mouvement peut être transmis automatiquement à l'unité centrale 22, ou entré
comme paramètre par l' utilisateur 21. En cas de déplacement 5 important, il peut en effet être nécessaire de modifier les paramètres propres à chaque fibre optique de mesure 2, 3, qui peuvent n'avoir été calibrées que pour un ensemble de positions donné de la source de rayonnements.
De plus, les doses de rayonnement reçues pourront 10 être couplées à une base de données permettant un suivi à
long terme de la personne à examiner, et une étude des éventuels effets de son exposition aux rayonnements, avec un repérage précis de la zone irradie par rapport. à l'anatomie de la personne à examiner, lors de chaque opération.
15 La figure 5 représente un deuxième mode de réalisation d'une installation mettant en oeuvre le procédé
selon l' invention. I1 est ici prévu que le dosimètre 1 soit incorporé dans la table d'examen 23, afin de couvrir toutes les incidences postéro antérieures de rayons X auxquels la 20 personne à examiner pourrait être soumise. Le pas des fibres de mesure 2, 3 pourra éventuellement être adapté. On peut ainsi intégrer dans la table d'examen plusieurs dosimètres situés en regard des parties du corps les plus investiguées, et reliées conjointement ou successivement à un même dispositif de détection. Un tel dosimètre e< corps entier >a, intégré à la table d~examen et couvrant la quasi-totalité de sa surface peut être utilisé seul ou couplé à des dosimètres e< de surface » additionnels non intégrés et utilisés tels que représentés dans la figure 4. Un tel dispositif pourrait être intéressant dans les domaines de la radiologie interventionnelle et en tomographie conventionnelle ou interventionnelle. Une telle table d'examen 23 pourra contenir plusieurs logements susceptibles de recevoir simultanément ou successivement des dosimètres intégrés.

Claims (24)

1. Procédé de mesure en temps réel d'une dose de rayonnement radiologique absorbée par une région à inspecter soumise à un flux de rayonnements radiologiques, comprenant les étapes consistant à:
(a) détecter le rayonnement incident en au moins un point de la région à
inspecter à l'aide d'au moins un premier faisceau de fibres optiques de mesure, contenant au moins une fibre placée dans ladite région à inspecter et adaptée pour générer un signal lumineux lorsqu'elle reçoit un rayonnement radiologique;
(b) mesurer ledit signal lumineux en dehors de la région à inspecter après transmission le long de la fibre optique de mesure; et (c) déterminer une position où est détecté le rayonnement radiologique le long de la dite fibre optique de mesure, et calculer la dose de rayonnement radiologique reçue par ladite fibre optique de mesure en cette position à
partir dudit signal lumineux et en fonction d'au moins un paramètre spécifique F o k de cette fibre optique.

2. Le procédé selon la revendication 1, dans lequel l'au moins un paramètre F o k a été obtenu par une étape préliminaire de calibration dans laquelle on a détecté
en au moins un point de la région à inspecter à l'aide d'un détecteur de rayonnement non radio-transparent, une dose de rayonnement reçue en ce point.

3. Le procédé selon la revendication 2, dans lequel l'étape (b) est effectuée à l'aide d'un dispositif de détection comprenant au moins une cellule, et dans lequel le paramètre F o k prend en compte au moins la fibre optique et au moins une cellule du dispositif de détection associée à cette fibre.

4. Le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le premier faisceau de fibres optiques de mesure s'étend dans une première direction et dans lequel l'étape (a) est effectuée en outre à l'aide d'un deuxième faisceau de fibres optiques, contenant au moins une deuxième fibre optique de mesure , adaptée pour générer un signal lumineux lorsqu'elle reçoit un rayonnement radiologique, et s'étendant le long d'une deuxième direction formant un angle avec la première direction.

5. Le procédé selon la revendication 4, dans lequel les étapes (b) et (c) sont effectuées, pour au moins un point de recouvrement (i, j) entre une première fibre optique de mesure i du premier faisceau (2) et une deuxième fibre optique de mesure j du deuxième faisceau (3), à partir du rayonnement détecté par au moins la première fibre optique i (2) parmi les fibres du premier faisceau, du rayonnement détecté par la deuxième fibre optique j (3), et de la position de ce point de recouvrement (i,j) le long de la deuxième fibre optique j.

6. Le procédé selon la revendication 4 ou 5, dans lequel les étapes (b) et (c) sont effectuées, pour au moins un point de recouvrement (i, j) entre une première fibre optique de mesure i du premier faisceau (2), et une deuxième fibre optique de mesure j du deuxième faisceau (3), à partir du rayonnement détecté par au moins la deuxième fibre optique j (3) parmi les fibres du deuxième faisceau, du rayonnement détecté par la première fibre optique i(2), et de la position de ce point de recouvrement (i,j) le long de la première fibre optique i.

7. Le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, comprenant en outre l'étape (d) consistant à émettre un signal d'alarme si la dose cumulée de rayonnement reçue dépasse un seuil pré-établi.

8. Le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, comprenant en outre l'étape (e) consistant à afficher sur un moniteur la dose de rayonnement reçue en au moins un point de la région à inspecter.

9. Le procédé selon la revendication 8, comprenant en outre l'étape (f) consistant à détecter le rayonnement transmis par la région à inspecter et à
afficher sur un moniteur l'image radiographique ainsi détectée.

10. Le procédé selon la revendication 9, dans lequel l'image radiographique obtenue à l'étape (f) et l'image de la dose de rayonnement reçue obtenue à
l'étape (e) sont affichées sur le même moniteur.

11. Le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel au moins les étapes (a), (b) et (c) sont répétées pour plusieurs points de la région à inspecter, permettant d'obtenir une cartographie de la dose reçue par la région à inspecter.

12. Le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, dans lequel au moins les étapes (a), (b) et (c) sont répétées pour plusieurs intervalles de temps de mesure, permettant d'obtenir une variation temporelle de la dose reçue en au moins un point de la région à inspecter.

13. Le procédé selon la revendication 12, dans lequel le rayonnement est généré par une source puisée (18), et la répétition d'au moins les étapes (b) et (c) est synchronisée à cette source.

14. Le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, dans lequel au moins les étapes (a), (b) et (c) sont effectuées pour au moins deux incidences de rayonnement, et où les doses de rayonnement reçues déterminées à

l'étape (c) pour chacune des incidences sont utilisées conjointement.

15. Dispositif de mesure en temps réel d'une dose de rayonnement radiologique absorbée par une région à inspecter soumise à un flux de rayonnements radiologiques, comprenant:
- un dosimètre comprenant au moins un premier faisceau de fibres optiques de mesure, contenant au moins une fibre placée dans ladite région à
inspecter, présentant une paramètre spécifique F o k et adaptée pour générer un signal lumineux lorsqu'elle reçoit un rayonnement radiologique, afin de détecter le rayonnement incident en au moins un point de la région à inspecter;
- des moyens pour mesurer ledit signal lumineux en dehors de la région à inspecter après transmission le long de la fibre optique de mesure; et des moyens pour déterminer une position où est détecté le rayonnement radiologique le long de ladite fibre optique de mesure, et calculer la dose de rayonnement radiologique reçue par ladite fibre optique de mesure en cette position à partir dudit signal lumineux et en fonction du paramètre spécifique F k de cette fibre optique.

16. Le dispositif selon la revendication 15, dans lequel le signal lumineux est transmis, jusqu'à un dispositif de détection utilisé pour le mesurer, le long de la fibre optique de mesure utilisée pour détecter le rayonnement, cette fibre comportant une première extrémité, et d'au moins une fibre optique claire s'étendant depuis une première extrémité de fibre claire reliée à la première extrémité de la fibre optique de mesure, jusqu'à une deuxième extrémité de fibre claire, disposée en regard du dispositif de détection, et dans lequel les moyens pour déterminer la dose de rayonnement reçue en ledit point de ladite fibre optique de mesure comprennent une unité de commande contenant des paramètres spécifiques aux fibres optiques utilisées.

17. Le dispositif selon la revendication 15 ou 16, dans lequel le premier faisceau de fibres est disposé le long d'une première direction et dans lequel le dosimètre comprend en outre un deuxième faisceau de fibres optiques, comprenant au moins une deuxième fibre optique de mesure, et disposé dans une deuxième direction formant un angle avec la première direction.

18. Le dispositif selon l'une quelconque des revendications 15 à 17, dans lequel chaque fibre optique de mesure est comprise entre deux feuillets optiquement isolants.

19. Le dispositif selon l'une quelconque des revendications 15 à 17, dans lequel chaque fibre optique de mesure est moulée dans une résine réflective comprise entre deux feuillets optiquement isolants.

20. Le dispositif selon l'une quelconque des revendications 15 à 19, dans lequel au moins un faisceau de fibres optiques est intégré dans une table.

21. Installation radiologique comprenant :
- un dosimètre comprenant au moins un faisceau comprenant au moins une fibre optique de mesure, placée dans une région à inspecter, présentant un paramètre spécifique F o k et adaptée pour générer un signal lumineux lorsqu'elle reçoit un rayonnement radiologique, afin de détecter le rayonnement incident en au moins un point de ladite région à inspecter, - des moyens pour mesurer ledit signal lumineux en dehors de la région à inspecter après transmission le long de la fibre optique de mesure, et - des moyens pour déterminer une position où est détecté le rayonnement radiologique le long de ladite fibre optique de mesure, et calculer la dose de rayonnement radiologique reçue par ladite fibre optique de mesure en cette position à partir dudit signal lumineux et en fonction du paramètre spécifique F k de cette fibre optique, et comportant en outre - un générateur de rayonnement, - un détecteur radiographique, et - des moyens pour visualiser la dose de rayonnement reçue, ces moyens permettant de visualiser en outre des images radiographiques de la région à
inspecter fournies par le détecteur radiographique.

22. L'installation selon la revendication 21, comprenant en outre une table d'examen.

23. L'installation selon la revendication 22, dans laquelle ledit au moins un faisceau de fibres optiques de mesure est intégré à la table d'examen.

24. L'installation selon la revendication 23, comportant en outre au moins un dispositif supplémentaire, non intégré à la table d'examen, de mesure en temps réel d'une dose de rayonnements radiologiques absorbée par une région à inspecter soumise à un flux de rayonnements radiologiques, comprenant :
au moins un premier faisceau supplémentaire comprenant au moins une première fibre optique supplémentaire de mesure, placée dans ladite région à
inspecter, et adaptée pour générer un signal lumineux supplémentaire lorsqu'elle reçoit un rayonnement radiologique, pour détecter le rayonnement incident en au moins un point de ladite région à inspecter, des moyens supplémentaires pour mesurer ledit signal lumineux supplémentaire en dehors de la région à inspecter après transmission le long de la fibre optique de mesure supplémentaire, et des moyens supplémentaires pour déterminer la dose de rayonnement radiologique reçue par ladite fibre optique de mesure supplémentaire à partir dudit signal lumineux supplémentaire.